Основы проектирования и оборудование производств органического синтеза. Сутягин В.М - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

39
гдеА
1
иА
2
– предэкспоненциальныемножители, Е
1
иЕ
2
– энергииакти-
вацииосновнойипобочнойреакций, соответственно.
Еслиэнергияактивацииосновнойреакциивышеэнергииактива-
циипобочной(Е
1
> Е
2
) Е
1
– Е
2
= Е= 10000 Дж/мольиА
1 =
А
2
, тогдаот-
носительнаяскоростьосновнойреакцииравна:
приТ= 300 К
10000
8,314 3001
2
1
55
k
e
k
;
приТ= 600 К
10000
8,314 6001
2
1
7,40
k
e
k
;
приТ= 900 К
10000
8,314 900
1
2
1
2,72
k
e
k
.
Приведенныйпримерпоказывает, чтопринизкихтемпературах
скоростьпобочнойреакциизначительновыше, чемосновной. Поэтому
принизкихтемпературахселективностьпопродуктуВ невелика. По-
вышениетемпературыувеличиваетсоотношениеконстантскоростире-
акцийисоответственноповышаетсяселективностьпроцессапопродук-
туВ.
ЕслиЕ
1
< Е
2
, топринизкихтемпературахскоростьосновнойре-
акциивыше, чемпобочной, иселективностьпоцелевомупродуктупри
низкихтемпературахвыше, чем привысоких. Таким образом, при
Е
1
< Е
2
повышениетемпературынецелесообразно.
Селективностьпоследовательных(какипараллельных) реакций
зависиттакжеотсоотношенияскоростейпротекающихреакций. На-
пример, последовательнаяреакция
1 2
A B D
k k
протекаетбезиз-
мененияобъемасмеси(k
1
иk
2
– константыскоростейотдельныхреак-
ций). Кинетическиеуравненияреакцийбудутиметьследующийвид:
A B D
A 1 A B 1 A 2 B D 2 B
, ,
dC dC dC
R k C R k C k C R k C
dt dt dt
.
Еслицелевым продуктом являетсяпромежуточныйпродуктВ,
соотношениескоростейобразованияпродуктовВиD равно
B B 1 A 2 B 1 A
D D 2 B 2 B
1
R dС k C k C k C
R dC k C k C
.
Этоуравнениепоказывает, чтоселективностьбудеттембольше,
чемвышеконцентрацияисходногореагентаС
А
исоотношение
1 2
k k
.
Следовательно, дляпроведенияпоследовательныхреакцийсполучени-
ем высокойселективностипопромежуточномупродуктупредпочти-
тельны реакторы идеального вытесненияи реактор периодического
действияполногосмешения. Внихсредняяконцентрациявеществ, уча-

Страницы